氢是宇宙间含量最为丰富的元素。地球的氢含量却并不充足。这是不幸的，因为在全球变暖的局面下，作为一种零投放燃料，氢成为了令人垂涎的化学物质。如果德国的研究成功了，他们的日光（synlight)项目将帮助可再生氢燃料成为现实。

加上“人工太阳”，日光（synlight)系统利用聚焦的光束来为TWS（热化学循环水解系统）供能。每个上学的孩子都知道你能通过电解水来获取氢气——只要往水里通电就可以。但这需要消耗很大的电能。TWS可能是使氢从水里分离的更好方法，但它同样要消耗很多能量，这就是研究所要探索和解决的问题。

当氢与纯氧燃烧时（例如在燃料电池内），水是唯一的产物，并不会产生温室气体或微粒。但如果我们能想要用它来为汽车、公交、卡车甚至飞机提供能量，所需的能量将是一个很大的数字。更何况我们需要考虑生产成本效益。

“可再生能源未来将在全球范围内成为主要能源。”

-卡斯坦·勒摩 德国航空航天中心(DLR)执行董事会成员

要想实现这一点，需要通过聚光太阳能热发电(Concentrated solar power)把氢元素从水里分离出来，这样可以取代对电力的需求。热化学循环水解系统（TWS）通过镜子和透镜来将大范围的日光（synlight)集中聚集到相对较小的区域。这个过程所产生的能量将会为热化学循环水解系统供能。德国日光（synlight)计划通过模拟聚光的效果证实了TWS的适应性。为此，研究人员们正在建造世界上最大的人造太阳。

日光（synlight)的149个短弧灯都可以单独控制。

图片来源：德国航空航天中心/日光（synlight)/马库斯·哈斯柴尔德（Markus Hauschild）

德国航天航空中心的研究者们在科隆发附近的尤里希建造了“日光”（synlight），这是一个由149个用于电影投影的大功率灯组成的系统。当所有灯打开时，“日光”所能产生的光强度约为地球上自然光强度的一万倍。当所有的光线被聚集在某个点时，“日光”会产生高达3000摄氏度的温度。现在所面临的挑战是要开发能够在这种极端温度下运作的材料和工艺。

15米高的日光（synlight)装置被放置在这栋位于尤里希的建筑中。这栋建筑包含了支持不同实验进行的3个独立辐射区。图片来源：德国航空航天中心

日光（synlight)系统本身需要大量能量来维持运转，这是许多实验设备都会面临的情况。但日光（synlight)系统需要模拟强烈、连续的太阳能所产生的效果，这在德国并不是能轻易做到的事。通过建立一个电力供能的测试设施，研究者们得以不被天气状况影响地顺利进行实验，而不会因多云或其他天气造成延迟。

“利用太阳能获得的燃料、推进剂和可燃物为长期储存和生产化学原料以及减少二氧化碳排放提供了巨大的潜力。日光（synlight)系统将会巩固我们在该领域的研究。”

——卡尔斯坦·勒梅尔，德国航空航天中心

正如约翰内斯·任缪（Johannes Remmel），北莱茵-威斯特伐利亚州气候保护部长所说；“在先进项目和像日光（synlight）这样的系统中，我们需要将现存的技术充分运用起来去达到实现能源再生的目标，但如果缺少对创新实验的投资，能量转换进程将会受阻。”

德国航天航空中心参与了西班牙PS10太阳灯发电塔项目。PS10是世界上第一座商业聚光太阳能发电塔。

图片源于：索卢卡尔PS10发电塔

这并不是德国航天航空中心第一次尝试集中太阳能。他们参与了许多促进聚光太阳能热发电和热化学循环水解系统的项目。德国航天航空中心是西班牙水溶胶二号试点项目（Hydrosol II pilot）的合作伙伴。这是一个自2008年开始运行，用于太阳能热化学制氢的反应堆。他们还参与了西班牙第一个商业运营的太阳能塔的建设，这是一个11兆瓦的系统，被称为PS10太阳能塔。

作者：universetoday

FY：Dotcalm

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